(57)【要約】【課題】エンジンの排気通路に２次空気を供給する２次空気供給装置において、減速時に発生する騒音を抑制する。【解決手段】排気通路１４の触媒６１よりも上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路１０１の開閉状態を切替える開閉弁１３１と、開閉弁１３１の下流側に配置されるリード弁１３２とを備えた２次空気供給装置１００において、減速時に開閉弁１３１とリード弁１３２との間の中間空気室１３０ｄ内の負圧の大きさが所定値以上になったときには、開閉弁１３１の電磁駆動部１３３を駆動して、開閉弁１３１を所定時間だけ強制的に開くという制御を実行する。このような制御により、中間空気室１３０ｄの負圧によって開閉弁１３１が開弁状態になることがなくなり、排気脈動によるリード弁１３２の振動によって発生する騒音が吸気側に伝達することを抑制することができる。【選択図】図１
2007198329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に触媒が配置された内燃機関に適用され、前記排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、前記２次空気供給通路に配置されるエアポンプと、前記エアポンプの下流側に配置され、前記２次空気供給通路の開閉状態を切替える開閉弁と、前記開閉弁を開閉駆動するアクチュエータと、前記開閉弁の下流側に配置される逆止弁と、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備えた２次空気供給装置において、
前記制御手段は、前記開閉弁と前記逆止弁との間に形成される空気室内の負圧の大きさを検出し、その空気室内の負圧の大きさが所定値以上になったときに、前記アクチュエータを駆動して前記開閉弁を所定時間だけ開くことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項２】
排気通路に触媒が配置された内燃機関に適用され、前記排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、前記２次空気供給通路に配置されるエアポンプと、前記エアポンプの下流側に配置され、前記２次空気供給通路の開閉状態を切替える開閉弁と、前記開閉弁を開閉駆動するアクチュエータと、前記開閉弁の下流側に配置される逆止弁と、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備えた２次空気供給装置において、
前記制御手段は、前記開閉弁の上流側の空気通路内の負圧の大きさを検出し、その上流側空気通路内の負圧の大きさが所定値以上になったときに、前記アクチュエータを駆動して前記開閉弁を所定時間だけ開くことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【請求項３】
排気通路に触媒が配置された内燃機関に適用され、前記排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、前記２次空気供給通路に配置されるエアポンプと、前記エアポンプの下流側に配置され、前記２次空気供給通路の開閉状態を切替える開閉弁と、前記開閉弁を開閉駆動するアクチュエータと、前記開閉弁の下流側に配置される逆止弁と、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備えた２次空気供給装置において、
前記制御手段は、前記開閉弁と前記逆止弁との間に形成される空気室内の負圧及び前記開閉弁の上流側の空気通路内の負圧の大きさを検出し、それら空気室内の負圧または上流側空気通路内の負圧のいずれか一方の負圧の大きさが所定値以上になったときに、前記アクチュエータを駆動して前記開閉弁を所定時間だけ開くことを特徴とする内燃機関の２次空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路に触媒が配置された内燃機関において、排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を供給する内燃機関の２次空気供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に搭載される内燃機関（以下、エンジンともいう）においては、排気通路に酸化機能を有する触媒（例えば三元触媒）を配置し、排気ガス中のＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（ハイドロカーボン）、ＮＯｘ（窒素酸化物）成分を低減して、排気ガスの浄化を行う排気浄化装置が設けられている。また、このような排気浄化装置を備えたエンジンには、触媒の排気浄化機能を促進するために、エンジンの排気系に２次空気を供給する２次空気供給装置が設けられている。
【０００３】
２次空気供給装置としては、例えば、エンジンの排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、２次空気供給通路に配置されるエアポンプと、エアポンプの下流側に配置され、２次空気供給通路の開閉状態を切替える開閉弁と、開閉弁の下流側に配置される逆止弁とを備え、エアポンプからの空気（２次空気）を２次空気供給通路を通じて排気通路内に供給して酸素濃度を高くすることによって、排気ガス中のＨＣ、ＣＯを酸化させて排気ガスの浄化を促進する装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
２次空気供給装置に用いられる開閉弁としては、ダイヤフラム式開閉弁と電磁式開閉弁とがある。また、これらダイヤフラム式開閉弁または電磁式開閉弁は、逆止弁とは個別の弁装置として２次空気供給通路に配置するか、もしくは、ダイヤフラム式開閉弁または電磁式開閉弁と逆止弁とを一体に組み合わせてバルブユニットを構成し、このバルブユニットを２次空気供給通路に配置している。電磁式の開閉弁と逆止弁とを組み合わせたバルブユニットの一例を図３を参照しながら説明する。
【０００５】
この例のバルブユニット１０３に適用される開閉弁１３１は、弁本体１３０の中間空気室１３０ｃ内に配置された弁体１３１ａ、弁体１３１ａを支持するシャフト（弁軸）１３１ｂ、及び、コイル１３３ｂ等を有する電磁駆動部１３３などによって構成されている。弁体１３１ａは圧縮コイルばね１３４の弾性力により、弁座１３１ｃに向けて押圧されている。電磁駆動部１３３は、コイル１３３ｂへの通電により、シャフト１３１ｂを弁体１３１ａが弁座１３１ｃから離れる向きに駆動する磁気力を発生する。このような構成の開閉弁１３１の下流側に、逆止弁として機能するリード弁１３２が配置されている。リード弁１３２は、排気系から吸気系側（エアポンプ１０２側）への排気ガスの逆流を防ぐために設けられており、このリード弁１３２と開閉弁１３１とは中間空気室１３０ｄを介して連通している。
【０００６】
そして、この例のバルブユニット１０３において、電磁駆動部１３３のコイル１３３ｂへの通電が停止されている場合、弁体１３１ａは圧縮コイルばね１３４の弾性力によって弁座１３１ｃに着座しており、開閉弁１３１が閉の状態が維持される。一方、電磁駆動部１３３のコイル１３３ｂが通電状態となると、シャフト１３１ｂが圧縮コイルばね１３４の弾性力に抗して図中下方に向けて移動して、弁体１３１ａが弁座１３１ｃから離座（開弁）する。このような開閉弁１３１の開弁により、エアポンプ１０２からの空気（２次空気）が開閉弁１３１を通過して中間空気室１３０ｄ内に流入し、その流入圧力にてリード弁１３２が開いて２次空気が排気通路１４（触媒の上流側）に供給される。なお、バルブユニット１０３の具体的な構造は後述する（図２参照）。
【特許文献１】特開２００４−３２４５１７号公報
【特許文献２】特開２００３−３１４２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図３に示すようなバルブユニットを備えた２次空気供給装置では、エンジンの減速時において、排気ガスの脈動によりリード弁１３２の振動（ばたつき）が発生し、その振動音が運転者に不快感を与えるという問題がある。この点について、図３を参照して以下に説明する。
【０００８】
まず、エンジン１の減速時には、スロットルバルブ４が閉じ状態（アクセルペダルＯＦＦ）であり、ピストン１ｂの下降時に吸気管負圧が非常に大きくなる（例えば、−８０ｋＰａ程度）。ここで、エンジン減速時には、吸気バルブ１３ａと排気バルブ１４ａとが所定量のオーバーラップ量となるようにバルブタイミングが設定されており、このため、減速時（スロットルバルブ閉状態）の吸気行程において、吸気管負圧により排気通路１４の排気ガスが燃焼室１ｃ内に引っ張られて排気側の負圧が大きくなる。その結果として、図４のグラフに示すように、排気脈動の負圧側が大きくなる。
【０００９】
このように減速時（開閉弁非動作時）において排気脈動の負圧側が大きくなると、排気脈動によるリード弁１３２の振動によって開閉弁１３１とリード弁１３２との間の中間空気室１３０ｄの負圧が増大していく。具体的に説明すると、図４に示すような排気脈動によって、排気側の圧力（排気通路１４内の圧力）が高負圧となったときに、リード弁１３２のリード弁体１３２ａが排気側に開き、排気側が正圧となったときにリード弁体１３２ａが閉じるというような形態で弁体の開閉が繰り返される。このようなリード弁体１３２ａの開閉の繰り返しにおいて、排気側の圧力が高負圧となってリード弁体１３２ａが開いたときには、開閉弁１３１とリード弁１３２との間の中間空気室１３０ｄは負圧になり、この後に、排気側の圧力が正圧になると、中間空気室１３０ｄ内の圧力も正圧になるに筈である。しかし、実際には、中間空気室１３０ｄ内が正圧になるよりも先にリード弁体１３２ａが閉じてしまうので、中間空気室１３０ｄ内は負圧のままの状態となる。しかも、リード弁体１３２ａの開閉の繰り返しに伴って中間空気室１３０ｄ内に負圧が蓄積され、中間空気室１３０ｄ内の圧力が高負圧状態になる。
【００１０】
このように中間空気室１３０ｄ内が高負圧状態になると、開閉弁１３１の弁体１３１ａが、圧縮コイルばね１３４の弾性力に抗して、リード弁体１３２ａ側（図中下向き）に向けて引っ張られ、弁体１３１ａが弁座１３１ｃから離れて、開閉弁１３１が僅かに開いた状態となる。こうした状況になると、排気脈動によるリード弁１３２の開閉（振動）によって発生する騒音が、開閉弁１３１の弁体１３１ａと弁座１３１ｃとの間の隙間を通じて吸気側に伝達し、運転室内に騒音が発生して運転者に不快感を与える。
【００１１】
なお、このような問題を回避するには、圧縮コイルばね１３４の弾性力を大きくすればよいが、圧縮コイルばね１３４の弾性力を大きくすると、電磁駆動部１３３で発生する磁気力を大きくする必要があり、電磁駆動部１３３の大型化、及び、開閉弁１３１の開弁制御時のバッテリの電力消費量の増大などの新たな問題が発生する。
【００１２】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、内燃機関の排気通路に２次空気を供給する２次空気供給装置において、簡単な構成のもとに、減速時に発生する騒音を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、排気通路に触媒が配置された内燃機関に適用され、前記排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、前記２次空気供給通路に配置されるエアポンプと、前記エアポンプの下流側に配置され、前記２次空気供給通路の開閉状態を切替える開閉弁と、前記開閉弁を開閉駆動するアクチュエータと、前記開閉弁の下流側に配置される逆止弁と、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備えた２次空気供給装置において、前記制御手段は、前記開閉弁と前記逆止弁との間に形成される空気室内の負圧の大きさを検出し、その空気室内の負圧の大きさが所定値以上になったときに、前記アクチュエータを駆動して前記開閉弁を所定時間だけ開くことを特徴としている。
【００１４】
この特定事項により、内燃機関の減速時（開閉弁非動作時）に、開閉弁と逆止弁との間の空気室内の負圧の大きさが所定値以上になったときには、開閉弁のアクチュエータ（例えば電磁駆動部）を駆動して、開閉弁を所定時間だけ強制的に開くという制御が可能となる。そして、このような開閉弁の強制的な開弁により、吸気側であるエアポンプ側から開閉弁下流側の空気室内に空気が流入して、空気室内の負圧の大きさが小さくなるので、空気室内の圧力により開閉弁の弁体が弁座から離座することがなくなり、開閉弁は閉弁状態が維持される。これによって排気脈動によるリード弁の開閉（振動）にて発生する騒音が吸気側に伝達することを抑制することができ、運転者の不快感を低減することができる。
【００１５】
また、同じ目的を達成するため、本発明は、排気通路に触媒が配置された内燃機関に適用され、前記排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、前記２次空気供給通路に配置されるエアポンプと、前記エアポンプの下流側に配置され、前記２次空気供給通路の開閉状態を切替える開閉弁と、前記開閉弁を開閉駆動するアクチュエータと、前記開閉弁の下流側に配置される逆止弁と、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備えた２次空気供給装置において、前記制御手段は、前記開閉弁の上流側の空気通路内の負圧の大きさを検出し、その上流側空気通路内の負圧の大きさが所定値以上になったときに、前記アクチュエータを駆動して前記開閉弁を所定時間だけ開くことを特徴としている。
【００１６】
この発明では、内燃機関の減速時（開閉弁非動作時）に、開閉弁の下流側の空気室内に負圧が蓄積されて開閉弁が僅かに開いた状態となると、開閉弁の上流側の圧力も低下して負圧になる点に着目し、開閉弁の上流側の空気通路内の負圧の大きさを検出し、その空気通路内の負圧の大きさが所定値以上になったときに、アクチュエータを駆動して開閉弁を所定時間だけ強制的に開くようにしている。そして、このような開閉弁の強制的な開弁により、吸気側であるエアポンプ側から開閉弁下流側の空気室内に空気が流入して、空気室内の負圧の大きさが小さくなるので、空気室内の圧力により開閉弁の弁体が弁座から離座することがなくなり、開閉弁は閉弁状態が維持される。これによって排気脈動によるリード弁の開閉（振動）にて発生する騒音が吸気側に伝達することを抑制することができ、運転者の不快感を低減することができる。
【００１７】
さらに同じ目的を達成するため、本発明は、内燃機関の排気通路の触媒よりも上流側に２次空気を供給する２次空気供給通路と、前記２次空気供給通路に配置されるエアポンプと、前記エアポンプの下流側に配置され、前記２次空気供給通路の開閉状態を切替える開閉弁と、前記開閉弁を開閉駆動するアクチュエータと、前記開閉弁の下流側に配置される逆止弁と、前記アクチュエータの駆動を制御する制御手段とを備えた２次空気供給装置において、前記制御手段は、前記開閉弁と前記逆止弁との間に形成される空気室内の負圧及び前記開閉弁の上流側の空気通路内の負圧の大きさを検出し、それら空気室内の負圧または上流側空気通路内の負圧のいずれか一方の負圧の大きさが所定値以上になったときに、前記アクチュエータを駆動して前記開閉弁を所定時間だけ開くことを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、内燃機関の減速時（開閉弁非動作時）に、開閉弁と逆止弁（リード弁）との間の空気室内の負圧または開閉弁の上流側空気通路内の負圧のいずれか一方の負圧の大きさが所定値以上となったときには、開閉弁のアクチュエータ（例えば電磁駆動部）を駆動して、開閉弁を所定時間だけ強制的に開くという制御が可能となる。これにより、例えば、開閉弁と逆止弁との間の空気室内の圧力を検出する圧力センサに故障等が生じて、空気室内の負圧を検出できなくなっても、開閉弁の上流側空気通路内の圧力に基づいて開閉弁の強制的な開弁制御を実行することが可能となり、フェイルセーフ性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、内燃機関が減速時で開閉弁が非動作時であるときに、２次空気供給装置の開閉弁の下流側の空気室の負圧によって開閉弁が開弁状態になることを防ぐことができるので、排気脈動によるリード弁の振動によって発生する騒音が吸気側に伝達することを抑制することができ、運転者の不快感を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は本発明の２次空気供給装置を車両に搭載されるエンジンに適用した例を示す概略構成図である。
【００２２】
まず、エンジン１は、４つの気筒（シリンダ）１ａが配置された４気筒ガソリンエンジンである。エンジン１には、各気筒１ａに連通する吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）２が配置されている。また、エンジン１の各気筒１ａにはそれぞれ点火プラグ３が配置されている。さらに、エンジン１には、エンジン冷却水の水温を検出する水温センサ２１及びエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２２が配置されている。
【００２３】
エンジン１には、インテークマニホールド１１とエキゾーストマニホールド１２とが接続されている。インテークマニホールド１１には吸気通路１３が接続されており、エキゾーストマニホールド１２には排気通路１４が接続されている。
【００２４】
吸気通路１３には、エアフィルタ５、熱線式のエアフローメータ２３、吸気温センサ２４（エアフローメータ２３に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ４が配置されている。スロットルバルブ４の開度はスロットルポジションセンサ２５によって検出される。
【００２５】
排気通路１４には、触媒６１を有する排気浄化装置６が配置されている。触媒６１としては、例えば、ＨＣ及びＣＯを酸化し、ＮＯｘを還元する三元触媒が用いられている。また、排気通路１４には、排気浄化装置６の前後にそれぞれ空燃比センサ２６及びＯ2センサ２７が配置されている。
【００２６】
以上のエンジン１には２次空気供給装置１００が設けられている。
【００２７】
２次空気供給装置１００は、エンジン１の排気通路１４の排気浄化装置６（触媒６１）よりも上流側に２次空気を供給するための２次空気供給通路１０１を備えている。２次空気供給通路１０１の下流側端部には４本の空気導入管１１１が設けられている。これら４本の空気導入管１１１は、エキゾーストマニホールド１２の各支管１２ａにそれぞれ連通している。２次空気供給通路１０１には、上流側からエアフィルタ１０４、エアポンプ１０２及びバルブユニット１０３がこの順で配置されている。
【００２８】
バルブユニット１０３は、図２に示すように、開閉弁１３１と逆止弁として機能するリード弁１３２とが一体に構成されている。バルブユニット１０３の弁本体１３０には、入口ポート１３０ａ、出口ポート１３０ｂ、開閉弁１３１の一部を構成する弁座１３１ｃ、リード弁１３２の一部を構成するリード弁座１３２ｃ、入口ポート１３０ａに連通する上流側空気室１３０ｃ、弁座１３１ｃとリード弁座１３２ｃとの間に形成された中間空気室１３０ｄ、及び、駆動室１３０ｅが設けられている。
【００２９】
開閉弁１３１は、２次空気供給通路１０１に流れる空気の開閉を制御するエアスイッチングバルブ（ＡＳＶ）であって、弁体１３１ａ、弁体１３１ａを支持するシャフト１３１ｂなどによって構成されている。
【００３０】
開閉弁１３１の弁体１３１ａは円板形状の部材であって、弁本体１３０の中間空気室１３０ｄ内に、弁座１３１ｃに対向した状態で配置されている。弁体１３１ａを支持するシャフト１３１ｂは、弁本体１３０の中央部に配設されたブッシュ１３５に摺動自在に設けられており、このシャフト１３１ｂの軸方向の移動（図中上下方向の移動）により、弁体１３１ａが弁座１３１ｃに対して接近離反する向きに移動する。以上の開閉弁１３１は、電磁駆動部（アクチュエータ）１３３によって開閉駆動される。
【００３１】
電磁駆動部１３３は、ボビン１３３ａ、コイル１３３ｂ、固定コア１３３ｃ、プランジャ１３３ｄ、及び、ヨーク１３３ｅなどを備えている。ボビン１３３ａは、樹脂等を筒状に成形した成形品であって、外周側にコイル１３３ｂが巻回されている。コイル１３３ｂの内側には固定コア１３３ｃが配置されている。固定コア１３３ｃは、例えば鉄などの磁性材料製の筒状の部材であって、弁本体１３０に固定されている。
【００３２】
プランジャ１３３ｄは、固定コア１３３ｃ内に軸方向への往復移動が可能な状態で収容されている。プランジャ１３３ｄは、例えば鉄などの磁性材料製の筒状の部材である。プランジャ１３３ｄには、シャフト１３１ｂの上端部が固着されている。プランジャ１３３ｄとブッシュ１３５のフランジ１３５ａとの間に圧縮コイルばね１３４が挟み込まれており、この圧縮コイルばね１３４の弾性力によって、プランジャ１３３ｄ及びシャフト１３１ｂが弁座１３１ｃに対して離反する向き（図中上向き）に付勢され、弁体１３１ａが弁座１３１ｃに向けて押圧されている。
【００３３】
リード弁１３２は開閉弁１３１の下流側に配置されている。リード弁１３２は、排気通路１４から吸気通路１３側への排気ガスの逆流を防ぐために設けられる弁であって、弁本体１３０に固定配置されたリード弁座１３２ｃ、リード弁座１３２ｃの出口ポート１３０ｂ側の面に配置されたリード弁体１３２ａ、ストッパ１３２ｂなどによって構成されている。
【００３４】
リード弁体１３２ａはステンレス等の板状の弁体であって、一端が固定部材（止めねじ）１３２ｄによってリード弁座１３２ｃに固定されており、通常の状態ではリード弁体１３２ａがリード弁座１３２ｃに当接（着座）している。ストッパ１３２ｂは、リード弁体１３２ａの開度を規制するための保護部材であって、リード弁座１３２ｃにリード弁体１３２ａとともに固定部材１３２ｄにより固定されている。
【００３５】
次に、以上のバルブユニット１０３の開閉弁１３１の動作について説明する。
【００３６】
まず、電磁駆動部１３３のコイル１３３ｂへの通電が停止されている場合、固定コア１３３ｃとプランジャ１３３ｄとの間には磁気吸引力が発生していないので、プランジャ１３３ｄ及びシャフト１３１ｂは、圧縮コイルばね１３４の弾性力によって弁座１３１ｃに対して離反する向き（図中上向き）に押圧されている。従って、コイル１３３ｂへの通電が停止されているときには、弁体１３１ａは弁座１３１ｃに着座しており、開閉弁１３１は閉の状態が維持される。
【００３７】
一方、電磁駆動部１３３のコイル１３３ｂが通電状態となると、コイル１３３ｂに発生した磁界によって、ヨーク１３３ｅ、プランジャ１３３ｄ及び固定コア１３３ｃに磁束が流れて磁気回路が形成される。これにより固定コア１３３ｃとプランジャ１３３ｄとの間に磁気吸引力が発生する。この固定コア１３３ｃとプランジャ１３３ｄとの間に発生した磁気吸引力が圧縮コイルばね１３４の弾性力よりも大きくなると、プランジャ１３３ｄ及びシャフト１３１ｂが弁座１３１ｃに向けて移動し、これに連動して弁体１３１ａが弁座１３１ｃから離座（開弁）する。このような弁体１３１ａの開弁により、エアポンプ１０２からの空気（２次空気）が開閉弁１３１を通過して中間空気室１３０ｄ内に流入し、その流入圧力にてリード弁１３２が開いて２次空気がエキゾーストマニホールド１２（排気通路１４の触媒６１の上流側）に、各空気導入管１１１を通じて供給することができる。
【００３８】
また、以上の弁体１３１ａの開弁状態からコイル１３３ｂへの通電を停止すると、固定コア１３３ｃとプランジャ１３３ｄとの間の磁気吸引力が消滅するので、プランジャ１３３ｄ及びシャフト１３１ｂは圧縮コイルばね１３４の弾性力によって弁座１３１ｃに対して離反する向き（図中上向き）に移動し、弁体１３１ａが弁座に着座して開閉弁１３１が閉弁状態となる。このような開閉弁１３１の電磁駆動部１３３の駆動制御つまりコイル１３３ｂへの通電／停止制御は後述するＥＣＵ（電子制御ユニット）２００によって実行される。
【００３９】
そして、バルブユニット１０３の弁本体１３０には、開閉弁１３１とリード弁１３２との間に形成された中間空気室１３０ｄの内部に連通する圧力導入孔１３０ｆが形成されており、この圧力導入孔１３０ｆを通じて中間空気室１３０ｄ内部の圧力を圧力センサ３１にて検出することができる。また、弁本体１３０の入口ポート１３０ａにも同様に圧力導入孔１３０ｇが形成されており、この圧力導入孔１３０ｇを通じて、開閉弁１３１の上流側の空気通路の圧力（開閉弁１３１の近傍の圧力）を圧力センサ３２にて検出することができる。これら２つの圧力センサ３１，３２の各出力信号はＥＣＵ２００に入力される。
【００４０】
ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭなどを備えている。ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭはエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
【００４１】
ＥＣＵ２００には、図１に示すように、水温センサ２１、エンジン回転数センサ２２、エアフローメータ２３、吸気温センサ２４、スロットルポジションセンサ２５、及び、空燃比センサ２６、Ｏ2センサ２７が接続されており、さらに、バルブユニット１０３の２つの圧力センサ３１，３２などの各種センサが接続されている。そして、ＥＣＵ２００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、インジェクタ２の噴射時期制御及び点火プラグ３の点火時期制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。さらに、ＥＣＵ２００は２次空気供給装置１００の制御を実行する。
【００４２】
ＥＣＵ２００が実行する２次空気供給装置１００の制御の例について説明する。
【００４３】
まず、エンジン１の排気通路１４に配置されている触媒（三元触媒）６１は、触媒温度が活性温度よりも低いときには排気浄化機能を十分に発揮することができない。従って、触媒６１の温度が活性温度よりも低くなる条件、例えば冷間始動時においては、触媒６１の温度を早期に活性温度にまで上昇させる必要がある。
【００４４】
そこで、ＥＣＵ２００は、エンジン１の始動直後に、２次空気供給装置１００のエアポンプ１０２を駆動すると同時に、バルブユニット１０３の開閉弁１３１の電磁駆動部１３３を駆動（コイル１３３ｂへの通電）して、エアポンプ１０２から空気（２次空気）を、２次空気供給通路１０１及び各空気導入管１１１を通じてエキゾーストマニホールド１２内に供給する。このような２次空気の供給により、排気ガス中のＨＣやＣＯが２次空気中の酸素と反応して燃焼（酸化）して排気エミッション特性を改善することができる。
【００４５】
さらに、エキゾーストマニホールド１２内への２次空気の供給により、排気ガス中のＨＣやＣＯがエキゾーストマニホールド１２内で燃焼するので、２次空気が存在しない場合と比較して、排気ガスの温度を高めることができ、触媒６１を速やかに活性状態とすることができる。これによって触媒６１を速やかに活性状態とすることができ、始動直後の排気エミッションを改善することができる。なお、このような２次空気供給制御は、エンジン１の始動後において触媒６１の温度を高める必要がある場合にも実行される。
【００４６】
ところで、２次空気供給装置１００を備えたエンジン１では、上述したように、エンジン１の減速時（開閉弁非動作時）に、開閉弁１３１の下流側の中間空気室１３０ｄ内に負圧が蓄積されて開閉弁１３１が僅かに開いた状態となり、排気脈動によるリード弁１３２の開閉（振動）によって発生する騒音が、開閉弁１３１の弁体１３１ａと弁座１３１ｃとの間の隙間を通じて吸気側に伝達して運転者に不快感を与えるという問題がある。
【００４７】
このような問題を解消するため、この例では、エンジン１の減速時（開閉弁非動作時）に、バルブユニット１０３に配置した圧力センサ３１の検出出力に基づいて開閉弁１３１を所定時間だけ強制的に開くことによって、開閉弁１３１とリード弁１３２との間の中間空気室１３０ｄの圧力が高負圧になることを防止している。
【００４８】
具体的には、ＥＣＵ２００は、圧力センサ３１によって検出される中間空気室１３０ｄ内の圧力を監視しており、エンジン１が減速状態となったとき（スロットルポジションセンサ２５の出力信号がスロットル開状態から閉状態になったとき）に、圧力センサ３１にて検出される中間空気室１３０ｄ内の負圧の大きさが所定の判定値以上であるか否かを判定し、中間空気室１３０ｄ内の負圧の大きさが所定の判定値以上であるときには、バルブユニット１０３の電磁駆動部１３３を駆動（コイル１３３ｂへの通電）を行って、開閉弁１３１を所定時間（例えば１０ｍｓ）だけ強制的に開くという制御を実行する。このような開閉弁１３１の強制的な開弁により、吸気側であるエアポンプ１０２側（略大気圧）から中間空気室１３０ｄ内に空気が流入して、中間空気室１３０ｄ内の負圧の大きさが小さくなるので、中間空気室１３０ｄ内の圧力により開閉弁１３１の弁体１３１ａが弁座１３１ｃから離座することがなくなり、開閉弁１３１は閉弁状態が維持される。これによって、排気脈動によるリード弁１３２の開閉（振動）によって発生する騒音が吸気側に伝達することを抑制することができ、運転者の不快感を低減することができる。
【００４９】
ここで、エンジン１の減速時（開閉弁非動作時）に、開閉弁１３１の下流側の中間空気室１３０ｄ内に負圧が蓄積されて開閉弁１３１が僅かに開いた状態となると、開閉弁１３１の上流側の圧力も低下して負圧になる。この点に着目して、この例では、圧力センサ３１によって検出される中間空気室１３０ｄ内の圧力に加えて、圧力センサ３２によって検出される開閉弁１３１の上流側の入口ポート１３０ａ内の圧力をＥＣＵ２００が監視している。そして、エンジン１が減速状態となったとき（スロットルポジションセンサ２５の出力信号がスロットル開状態から閉状態になったとき）に、圧力センサ３１にて検出される中間空気室１３０ｄ内の負圧、または、圧力センサ３２にて検出される入口ポート１３０ａ内の負圧のいずれか一方の負圧の大きさが所定の判定値以上であるときには、バルブユニット１０３の電磁駆動部１３３を駆動（コイル１３３ｂへの通電）を行って、開閉弁１３１を所定時間（例えば１０ｍｓ）だけ強制的に開くという制御を実行するようにしている。
【００５０】
このように、２つの圧力センサ３１，３２の検出出力に基づいて開閉弁１３１の制御を行うことにより、例えば、中間空気室１３０ｄ内の圧力を検出する圧力センサ３１に故障等が発生して、中間空気室１３０ｄ内の負圧を検出できなくなっても、もう一方の圧力センサ３２によって検出される入口ポート１３０ａ内の圧力に基づいて開閉弁１３１の強制的な開弁制御を実行することが可能となり、フェイルセーフ性を高めることができる。
【００５１】
なお、この例において、中間空気室１３０ｄ内の圧力を検出する圧力センサ３１に対して設定する判定値は、エンジン１の減速時（スロットルバルブ４が閉状態にあるとき）の吸気管負圧及びバルブタイミング（オーバーラップ量）等に基づいて中間空気室１３０ｄの負圧を求め、その減速時の中間空気室１３０ｄの負圧の大きさ、開閉弁１３１の弁体１３１ａの面積、及び、圧縮コイルばね１３４の弾性力等をパラメータとして、予め実験・計算などによって経験的に求めた値を基にして判定値を決定するようにすればよい。
【００５２】
また、開閉弁１３１の上流側の入口ポート１３０ａ内の圧力を検出する圧力センサ３２に対して設定する判定値については、エンジン１の減速時（スロットルバルブ４が閉状態にあるとき）に、中間空気室１３０ｄ内の負圧により、開閉弁１３１の弁体１３１ａが僅かに開く状態となった時点での入口ポート１３０ａ内の圧力低下（開閉弁１３１の上流側空気通路の圧力低下）を予め実験・計算等によって経験的に求め、その結果に基づいて判定値を決定するようにすればよい。
【００５３】
−他の実施形態−
以上の例では、バルブユニット１０３の開閉弁１３１とリード弁１３２との間の中間空気室１３０ｄ内の圧力及び開閉弁１３１の上流側の入口ポート１３０ａ内の圧力を検出する２つの圧力センサを設けて、それら２つの圧力センサの検出出力に基づいて、減速時における開閉弁１３１の制御を行っているが、本発明はこれに限られることなく、開閉弁１３１とリード弁１３２との間の中間空気室１３０ｄ内の圧力を検出する圧力センサ３１のみを設けて、減速時における開閉弁１３１の制御を行うようにしてもよい。また、この種の２次空気供給装置１００においては、通常、開閉弁１３１の上流側の圧力（開閉弁１３１とエアポンプ１０２との間の圧力）を検出する圧力センサを備えているので、その圧力センサを利用し、開閉弁１３１の上流側の空気通路内圧力のみを用いて減速時における開閉弁１３１の制御を行うようにしてもよい。
【００５４】
なお、開閉弁１３１の上流側の圧力を検出する圧力センサ３２は、上記したように、バルブユニット１０３の入口ポート１３０ａに配置してもよいし、バルブユニット１０３の上流側の２次空気供給通路１０１に設けてもよい。ただし、開閉弁１３１の下流側の中間空気室１３０ｄ内に負圧が蓄積されて開閉弁１３１が僅かに開いたときに、開閉弁１３１の上流側空気通路の圧力を応答性を良く検出するには、圧力センサ３２の配置部位は、開閉弁１３１に近い部位である入口ポート１３０ａが好ましい。また、圧力センサ３２の配置部位は、弁本体１３０の上流側空気室１３０ｃ内で開閉弁１３１に近い部位としてもよい。
【００５５】
以上の例では、４気筒ガソリンエンジンに本発明を２次空気供給装置を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば６気筒などの他の任意の気筒数のガソリンエンジンにも本発明の２次空気供給装置を適用することができる。また、エンジンについては、ポート噴射型ガソリンエンジンに限られることなく、筒内直噴型ガソリンであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態の概略構成図である。
【図２】図１の２次空気供給装置のバルブユニットの構成を示す断面図である。
【図３】２次空気供給装置を適用するエンジンとバルブユニットの構成を模式的に示す図である。
【図４】エンジン減速時の排気脈動を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１  エンジン
１１  インテークマニホールド
１２  エキゾーストマニホールド
１３  吸気通路
１４  排気通路
４  スロットルバルブ
６  排気浄化装置
６１  三元触媒
２５  スロットルポジションセンサ
３１，３２  圧力センサ
１００  ２次空気供給装置
１０１  ２次空気供給通路
１１１  空気導入管
１０２  エアポンプ
１０３  バルブユニット
１３０ａ  入口ポート
１３０ｂ  出口ポート
１３０ｃ  上流側空気室
１３０ｄ  中間空気室
１３１  開閉弁
１３１ａ  弁体
１３１ｂ  シャフト
１３１ｃ  弁座
１３２  リード弁
１３２ａ  リード弁体
１３２ｃ  リード弁座
１３３  電磁駆動部（アクチュエータ）
１３４  圧縮コイルばね
２００  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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